CN107667051B - 用于机动车辆的转向柱和能量吸收装置 - Google Patents
用于机动车辆的转向柱和能量吸收装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107667051B CN107667051B CN201680029077.9A CN201680029077A CN107667051B CN 107667051 B CN107667051 B CN 107667051B CN 201680029077 A CN201680029077 A CN 201680029077A CN 107667051 B CN107667051 B CN 107667051B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering column
- support unit
- bending element
- unit
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 88
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
- B62D1/195—Yieldable supports for the steering column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
- F16F7/123—Deformation involving a bending action, e.g. strap moving through multiple rollers, folding of members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1),转向柱(1)包括支撑单元(3)和壳体单元(21),支撑单元(3)能够连接到车辆的车身,转向轴(22)以能够绕其纵向轴线(23)旋转的方式安装在壳体单元(21)中,并且壳体单元(21)以能够沿平行于纵向轴线(23)的纵向方向(L)移位的方式容纳在支撑单元(3)中,其中,在支撑单元(3)和壳体单元(21)之间安装有能量吸收装置(5、7、73),能量吸收装置(5、7、73)包括至少一个第一弯曲元件(51、71、721),第一弯曲元件(51、71、721)包括细长的输入臂(511),输入臂(511)平行于纵向方向(L)布置,输入臂的自由端(512)连接到支撑单元(3)或壳体单元(21)这两个元件中的第一者,输入臂的另一端连接到支撑单元(3)或壳体单元(21)这两个元件中的另一者,另一端过渡到与固定臂(514)连接的弯曲部(513)中。为了简化生产和在碰撞情况下可靠运行,本发明提出了第二弯曲元件(52、72、722)具有相对于第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称的构造并且以相对于第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称的相邻的方式布置。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的转向柱,转向柱包括支撑单元和套筒单元,支撑单元能够连接到车辆的车身,转向轴以能够绕其纵向轴线旋转的方式安装在套筒单元中,并且套筒单元以能够沿平行于纵向轴线的纵向方向移位的方式容纳在支撑单元中,其中,在支撑单元和套筒单元之间安装有能量吸收装置,该能量吸收装置包括至少一个第一弯曲元件,第一弯曲元件包括细长的输入臂,输入臂平行于纵向方向布置并且包括自由端和另一端,另一端融合到与固定臂连接的弯曲部中,其中,自由端连接到支撑单元并且固定臂连接到套筒单元,或者自由端连接到套筒单元并且固定臂连接到支撑单元。用于机动车辆的转向柱的能量吸收装置同样是本发明的主题。
背景技术
由驾驶员引入到方向盘中的转向扭矩经由转向轴传递到转向机构,通过转向机构移动转向横拉杆(track rod),并且由此,产生机动车辆的可转向轮的转向角。转向轴的可旋转安装发生在套筒单元中,根据结构形式,套筒单元可设计为引导箱或转向柱管。套筒单元经由支撑单元(例如托架单元)安装到车身。
在车辆撞击(被称为碰撞)的情况下,为了提高乘员的安全性,在所讨论类型的转向柱中设置有所谓的碰撞装置或碰撞系统。在高速正面碰撞期间当驾驶员的身体撞击方向盘时,碰撞装置在施加于方向盘上的较大力的作用下通过沿纵向方向相对于安装在车身上的支撑单元向前推动套筒单元来实现,该力超过仅在碰撞情况下发生的极限值。这里,为了确保身体撞击方向盘的受控制动,在套筒单元和支撑单元之间联接有能量吸收装置,套筒单元和支撑单元在正常操作期间通常通过位置调节装置的夹持装置彼此固定,但在碰撞情况下彼此推在一起。该能量吸收装置在所讨论类型的设计中通过使细长的弯曲元件(例如弯曲线或弯曲带)弯曲来将所引入的动能转换成能量吸收元件的塑性变形。
例如,在DE 10 2008 034 807 B3中所讨论的类型的转向柱的情况下,所描述的弯曲线或弯曲带具有大体上U形的基本形状,该基本形状具有第一臂(称为输入臂),第一臂经由180°的弯曲部融合到第二臂(称为固定臂)中。输入臂沿纵向方向延伸并且可以在其自由端处连接到套筒单元。固定臂可通过紧固部分固定到支撑单元,紧固部分同样位于臂的端部区域中。或者,输入臂可以连接到支撑单元并且固定臂可以连接到套筒单元。
在正常操作期间,支撑单元和套筒单元经由弯曲元件彼此固定地连接,并且由此沿纵向方向相对于彼此定位。在碰撞情况下,较大的力沿纵向方向作用在套筒单元和支撑单元之间,由此,弯曲元件发生变形并吸收动能。该变形发生的原因具体在于,通过套筒单元移动的输入臂沿纵向方向平行于静止的固定臂移动,并且因此,弯曲部相对于输入臂的自由端的位置移动或滚动,同时弯曲半径基本上保持恒定,也就是说,输入臂沿弯曲部的弯曲方向在由U形的基本形状提供的平面内发生弯曲,并且在弯曲部后方逐渐融入到固定臂中。这里,有利的是,随着弯曲的进行所转换或吸收的能量的数量可以通过弯曲元件的弯曲材料的横截面来相对精确地限定。
在输入臂的弯曲过程中,横向力相对于纵向轴线横向地作用在弯曲元件的臂之间,并且不得不被支撑,使得弯曲部的半径在碰撞情况下基本上保持恒定,并且臂不发生侧向偏转,并且弯曲部的弯曲半径不会以不确定的方式扩大。为此目的,从上述的DE 10 2008034 807 B3可知,将弯曲元件布置在沿纵向方向延伸的侧向边界壁之间。因此,有效地防止了臂在碰撞情况下发生变形期间的侧向偏转,并因此确保了弯曲元件变形期间的均匀限定的力分布。
然而,问题在于,在碰撞情况下,臂中的至少一者利用其背离弯曲部的外侧在纵向方向上沿着边界壁滑动。该过程中产生的摩擦力会干扰在碰撞情况下能量吸收期间的均匀力分布。为了对其进行抵消,确实已经提出了至少在弯曲元件的外侧设置减摩涂层。然而,这需要使用特殊的涂层材料,特别是额外的加工步骤,由此,会增加制造费用和成本。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种具有改进的能量吸收装置的转向柱以及一种能够允许简化生产和在碰撞情况下可靠运行的能量吸收装置。
发明内容
该目的通过本发明的转向柱布置来实现。
为了解决上述问题,根据本发明提出了,第二弯曲元件以相对于第一弯曲元件镜像对称的方式形成并且与第一弯曲元件镜像对称地相邻布置。
根据本发明,弯曲元件分别镜像对称地分别成对布置。这里,一对分别由两个弯曲元件形成,这两个弯曲元件在镜面的两侧彼此相对地布置,镜面由包含纵向轴线的径向平面形成,即纵向轴线位于镜面中。这里,弯曲元件的弯曲部(优选地,大约为180°,如已知弯曲元件的情况中)位于弯曲平面中,弯曲平面平行于纵向轴线且垂直于镜面延伸。因此,弯曲元件各自的输入臂或固定臂的外侧彼此相对,其中,外侧背离弯曲部的弯曲方向。
根据本发明的结构的一个特别优点在于,臂的外侧上的外表面可以成对地布置,外表面在碰撞期间相对于支撑单元或者套筒单元沿纵向方向以平移的方式移位。以镜像对称方式成对的表面同样沿纵向方向移动;在过渡到弯曲部的区域中仅发生滚动运动,而不在它们之间发生任何相对运动。因此,不会发生现有技术中的不利的滑动摩擦。
根据本发明,成对对称布置的另一优点在于,弯曲元件可以至少部分地相互支撑,以便吸收在碰撞事件中的变形期间作用的横向力,由此,可以实现更简单和更紧凑的结构。对于可选地设置在支撑单元上以限制臂在横向方向上的偏转的侧向边界壁,仅发生类似的滚动,而不是在纵向方向上的任何相对运动。因此,可以确保较高的功能可靠性,其中,可以省去减摩涂层等。因此,减少了制造费用。
在本发明的优选实施例中,输入臂的背离弯曲部的外侧彼此平行。这里,输入臂在镜面上彼此相对。借助于长度,它们提供了在碰撞情况下进行用于能量吸收的制动的路径。如上所述,在碰撞情况下,弯曲部与纵向方向相反地移动越过输入臂,直到输入臂的输入侧的自由端到达弯曲部。在弯曲期间,施加横向力,其使输入臂沿输入臂的外侧的方向相对于纵向轴线横向地移动,该方向背离弯曲部的弯曲方向(即与弯曲部的弯曲方向相对)。由于外侧彼此相对地布置,输入臂在镜面中沿横向方向成对地彼此支撑,因此不需要借助于边界壁等进行额外的支撑。在碰撞情况下,彼此抵靠的两个输入臂沿纵向方向均匀地移动,并且在到达弯曲部处时向内弯曲,因此外侧彼此轴向对称地提升。两个外侧的这种分离仅包括与外侧的表面法线相反的相对运动,并且不受沿纵向的滑动摩擦阻碍。输入臂沿紧固部分的方向经过弯曲部并在固定臂处出来。这里,固定臂的外侧与连接到固定臂的紧固部分的支撑单元均匀地移动,即,在固定臂和支撑单元的相对指向的表面之间沿纵向方向同样不会发生滑动摩擦。
根据本发明的成对弯曲元件的布置所实现的效果在于,弯曲元件通过输入臂相互支撑在能量吸收装置内并且沿横向方向固定,并且能量吸收装置经由固定臂仅与支撑单元接触。因此,在碰撞情况下,在弯曲元件与支撑单元和套筒单元的沿纵向方向彼此相反地移位的那些表面之间不会发生滑动运动。
所描述的输入臂彼此抵靠的布置的优点在于,有效地防止了输入臂因在碰撞情况下受纵向压缩载荷所致的横向偏转。然而,可替代地,在操作方式基本相同的情况下,可以通过固定臂使弯曲元件彼此镜像对称地放置。在该实施例中,输入臂可以沿横向方向支撑在边界壁上,边界壁像输入臂的紧固件一样形成在转向柱管上。
基本上可以想到并且可以,如上所述将输入臂连接到套筒单元,并且因此将固定臂连接到支撑单元。可替代地,在操作方式基本相同的情况下也可以逆向安装,使得输入臂连接到支撑单元并且固定臂连接到套筒单元。
在本发明的改进中,输入臂可以经由撕除元件彼此连接。如上所述,在碰撞情况下,最初在镜面中通过其外侧彼此抵靠的输入臂与外侧的法线方向相反得彼此抬离。撕除元件布置为输入臂之间的预定破裂元件,并且以确定的承载能力将输入臂的外侧保持在一起。在碰撞情况下,如果推动外侧分开的力在与法线方向相反的方向上作用在输入臂的外侧之间,则当超过确定的力时,撕除元件撕除。借助于用于将撕除元件撕除的力的确定规格,可以特别增加分离输入臂所需的力。因此,能量吸收特性可以适应于较宽的范围。撕除元件的实际实现基本上可以通过输入臂之间的任何类型的连接(例如,借助于铆钉或由输入臂引导的其它连接元件,或借助于彼此抵靠的表面之间的焊接点或焊接轨道,或借助于粘结连接)来完成,该连接在超过一定负载时分离。或者,输入臂也可以包括互连的夹子或壳体。
固定臂可以包括用于将固定臂连接到支撑单元或套筒单元的紧固元件。紧固元件用于将固定臂连接到转向柱。它们可以设计成例如垂直于镜面与固定臂成角度地延伸的紧固突片。它们可以朝向输入臂或者朝向相邻的弯曲元件指向,具有平行于镜面且垂直于纵向轴线延伸的紧固开口。这种类型的紧固突片可以通过螺钉、铆钉或其他连接元件附接到支撑单元。这种类型的连接是可加载的、可靠的,并且可以利用很少的制造费用来实现。
在本发明的实施例中,相邻弯曲元件的紧固部分垂直于镜面彼此连接。该连接具有如下效果:根据本发明的一对弯曲元件的弯曲元件的固定臂相对于力的输入彼此横向地固定。因此,在碰撞情况下,固定臂不会因臂的弯曲期间出现的横向力发生偏转,并且因此,确保了受控的变形,并且因此,至少部分地提供了边界元件或边界壁的功能,同时可以利用很少的制造费用来提供紧固部分的连接。该连接可以优选借助于互锁元件来进行;或者或除了,可借助于焊接或粘结接合来进行。
将紧固部分彼此连接并且可选地将紧固部分连接到支撑单元或套筒单元的有利可能性在于,紧固部分连接到桥接元件。桥接元件可连接到支撑单元或套筒单元。桥接元件可以连接到支撑单元或套筒单元,并且可以用于将固定臂彼此连接。桥接元件与紧固部分的连接可以借助于互锁连接(例如借助于铆钉、螺钉等)或者借助于通过焊接或粘结接合的整体连接来实现。桥接元件可以例如由钢、铝、其他金属或塑料材料形成。
在有利的进展中,固定臂延伸到输入臂的自由端并且经由分离元件连接到输入臂的自由端。在本发明的该实施例中,固定臂不仅连接到支撑单元,而且还连接到输入臂的自由端。由此,弯曲元件实现了闭环的形式,其中,输入臂的自由端和固定臂优选指向同一方向,并且因此形成了微滴形状的类型。在碰撞情况下,如果输入臂的自由端沿纵向被加载,则在输入臂的自由端与固定臂之间产生了剪切力。该剪切力最初由分离元件吸收,当达到力极限值时,该分离元件破坏并释放输入臂和固定臂的相互运动。因此,可以以限定的方式预先确定弯曲元件的实际变形开始的极限值。分离元件可以例如通过被引导通过输入臂的自由端和固定臂的区域中的相应通道开口并被紧固的剪切螺栓、铆钉或者螺柱来提供。借助于尺寸(尤其是直径)和材料(例如钢、铝、其它金属或塑料材料),可以利用很少的制造费用将分离元件的触发力预先确定在很宽的范围内,并且可以相应地设定根据本发明的能量吸收装置的能量吸收特性。
有利的是,能量吸收装置布置在边界元件之间,边界元件平行于纵向轴线与固定臂相邻地延伸。边界元件可以构造成例如边界壁,边界壁平行于纵向轴线延伸,平行于镜像表面取向并且安装在支撑单元或套筒单元上。弯曲元件可以通过它们的外表面支撑在边界壁上,该外表面相对于镜面面向外。例如,固定臂可以通过其外侧支撑在形成于支撑单元上的边界壁上。因此,在碰撞情况下,防止了固定臂在横向方向上的偏转,因此可以更好地控制弯曲元件的变形,并且可以特别精确地预先确定能量吸收特性。
弯曲元件可以优选设计为冲压部件和/或弯曲部件。钢或其他材料的制造可以以线状或带状弯曲部件或冲压部件的形式来经济地且精确地进行。在这些部件的构造中,可以优选地选择二维形状,并且因此,弯曲部件可以通过绕位于相同程度平面中的旋转轴线简单地旋转180°来镜像对称地插入到根据本发明的能量吸收装置中。为了实现本发明,仅需要生产一种类型的冲压部件或弯曲部件,这减少了制造和储存的费用。此外,确保了对称使用的相同弯曲元件具有基本上相同的变形并因此具有基本上相同的能量吸收特性,这对可靠的功能是有益的。
此外,有利的是,弯曲元件可以涂覆有涂层。确实,在本发明的情况下,如所解释的,在弯曲元件和支撑单元或套筒单元之间不发生滑动运动,并且因此摩擦的减小与现有技术无关。然而,在个别情况下,可能要求即使在碰撞装置长时间不起作用后也不会发生粘合等,这可以特别借助于涂层来确保。这里,涂层可以是减粘涂层或电镀分离涂层。
此外,可以想到并且可以在支撑单元和套筒单元之间的不同位置处(例如在套筒单元的相对侧)布置两个或更多个根据本发明的能量吸收装置,以允许改进的对称的能量引入。也可以在转向柱中布置具有不同能量吸收特性的能量吸收装置。
一种用于机动车辆的转向柱的能量吸收装置,能量吸收装置用于联接在支撑单元和套筒单元之间,套筒单元能够沿其纵向方向移位,能量吸收装置包括至少一个弯曲元件,弯曲元件具有细长的输入臂,输入臂平行于纵向方向布置并且在其自由端处连接到支撑单元或套筒单元,根据本发明,其特征在于,第二弯曲元件以相对于第一弯曲元件镜像对称的方式形成并且与第一弯曲元件镜像对称地相邻布置。此外,这种类型的能量吸收装置可以包括先前结合根据本发明的转向柱说明的所有特征。
应该特别强调的是,根据本发明的能量吸收装置可以用在所有结构形式的转向柱上。例如,在转向柱可沿纵向方向调节并且具有包括可伸缩的内转向柱管和外转向柱管的调节单元的情况下,根据本发明的能量吸收装置可以联接在内转向柱管和外转向柱管之间。同样地,可以在调节装置和被设计成托架单元的支撑单元或保持单元之间使用能量吸收装置。这同样适用于可沿除纵向方向之外的垂直方向调节的转向柱。
附图说明
以下,参考附图来更详细地说明本发明的有利实施例,其中,详细地:
图1以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱的第一实施例,
图2示出了根据图1的转向柱的调节单元,
图3示出了根据图1的转向柱的调节单元,
图4以另一实施例示出了根据图1的转向柱的调节单元,
图5示出了根据图3的转向柱的调节单元处于部分拆开状态,
图6以示意性立体图示出了根据图1-3和图5的转向柱的能量吸收装置,该能量吸收装置具有拆开的弯曲元件,
图7以另一立体图示出了根据图6的能量吸收装置,
图8沿相对于纵向轴线的径向以俯视图示出了根据图6的能量吸收装置,
图9以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱的第二实施例,
图10示出了根据图9的转向柱的调节单元,
图11示出了根据图9的调节单元处于部分拆开状态,
图12沿相对于纵向轴线的径向以俯视图示出了根据图9至图11的能量吸收装置,
图13示出了根据图12的能量吸收装置的立体图,
图14以示意性立体图示出了根据图9至图11的转向柱的能量吸收装置,该能量吸收装置具有拆开的弯曲元件,
图15示出了根据图12的能量吸收装置的另一立体图,
图16以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱的第三实施例,
图17示出了根据图16的转向柱的调节单元。
具体实施方式
在不同的附图中,相同的部件总是设有相同的附图标记,因此通常也仅被分别命名或提及一次。
图1从斜后方(相对于未示出的机动车辆的行驶方向)以立体图示意性地示出了根据本发明的转向柱1。
转向柱1具有调节单元2,调节单元2包括套筒单元21和转向轴22,套筒单元21设计为转向柱管21,并且转向轴22以可绕纵向轴线23旋转的方式安装在套筒单元21中。(以下,标记转向柱管21和套筒单元21同义使用)。转向轴在其相对于行驶方向的后端处具有用于安装方向盘(未示出)的紧固部分24。
为了标示方向细节,通过以下定义建立:转向轴22并且因此转向柱管21或者调节单元2从紧固部分24所在的方向盘侧的端部沿平行于纵向轴线23的纵向方向L向前延伸到远离方向盘或转向机构侧的端部25,其由向前指向的箭头L表示。
套筒单元21以可沿纵向方向L以及与纵向方向L相反地平行于纵向轴线23移位的方式容纳在支撑单元3中,由此,首先可以进行转向柱1的长度的调节以便适应方向盘的位置,其次,在碰撞情况下,可以进行能量吸收,根据转向柱的设计,支撑单元3也被称为引导箱或箱形摆动臂。借助于夹持装置31,调节单元2可以在正常操作期间相对于支撑单元3固定,夹持装置31没有予以详细说明并且本身在现有技术是已知的。
转向柱1可以通过托架4紧固到机动车辆的车身(未示出)。在托架4处,支撑单元3以可绕垂直于纵向轴线23的轴线41枢转的方式安装,由此,可以在两个垂直方向上垂直地调节方向盘H。
在套筒单元21和支撑单元3之间安装有能量吸收装置5,该能量吸收装置5在纵向方向L上形成连接。
在碰撞情况下,由于驾驶员将身体向前撞击在方向盘上,因此经由转向轴22沿纵向方向L在套筒单元21上施加了较大的力。作用力经由能量吸收装置5从套筒单元21沿纵向方向L传递到支撑单元3,该支撑单元3沿该方向固定地连接到车身。能量吸收装置5的工作原理基于这样的事实:所引入的动能被转换成塑性变形,由此,进行了能量吸收并且因此进行了驾驶员的受控制动。在这里可以设定一个确定的分离力。
图2、图3和图4以与图1相同的视角示出了调节单元2,其中,为了更清楚起见,已经省略了支撑单元3。
能量吸收装置5具有两个弯曲元件51和52,根据本发明,两个弯曲元件51和52以镜像对称的方式设计,特别是相对于镜面S,镜面S定义成相对于纵向轴线的径向平面,即镜面S平行于纵向轴线23延伸,其中,纵向轴线23位于镜面S中。为了清楚起见,镜面S的位置由图3中的虚线示出。
弯曲元件51和52包括分别镜像对称布置的相同的功能元件,如参考图6、图7和图8中的放大图所示,其中,图8示出了沿相对于纵向轴线的径向方向完全安装的能量吸收元件5,并且图6和图7示出了两个弯曲元件51和52从镜面S垂直地拆开的立体图。
弯曲元件51和52各自具有细长的输入臂511、512,输入臂511、512从其自由输入侧的端部512、522沿纵向方向L向前延伸。输入臂511、522融入弯曲部513、523,弯曲部513、523在弯曲平面中以远离镜面S指向的方式横向地弯曲,弯曲平面是平行于纵向轴线23且垂直于镜面S的平面(图7中的纸面B)。弯曲部513、523通过固定臂514、524邻接,弯曲部513、523优选绘示为180°的弧形,固定臂514、524与纵向方向L相反地延伸,并且紧固元件515、525布置在固定臂514、524上。紧固元件515、525可以设计为从固定臂514、524沿朝向镜面S的横向方向延伸到在输入臂511、521上方的突片,其中,紧固元件515、525不连接到输入臂511、512并且可以包括紧固开口516、526。在进一步的过程中,固定臂514、524与连接区域517、527一起延伸直至输入臂511、521的自由端512、522。如图7所示,固定臂514、524可以通过分离元件518、528例如通过铆钉518、528连接到输入臂511、521。
在图示的能量吸收装置5的情况下,两个弯曲元件51和52抵靠镜面S并因此通过外侧519和529相互抵靠,外侧519和529彼此相对。弯曲元件51和52的相互位置固定可以通过将该外侧519和529彼此焊接或粘接地结合、或者通过互锁元件彼此连接、或者替代地通过紧固元件515和525彼此连接(例如,如图2所示的实施例中一样,借助于桥接元件6(桥接元件6例如以互锁的方式例如通过螺栓、铆钉、螺栓等固定在紧固开口516和526中))来进行。在图4所示的另一替代例中,紧固元件515和525本身可以彼此固定地连接,例如焊接。
输入臂511、521在其自由端512、522处例如借助于焊接或互锁连接固定地连接到套筒单元21。
固定臂514、524经由桥接元件6连接到支撑单元3,桥接元件6上可以形成有另外的紧固元件61,支撑单元3相对于套筒单元21静止,即在碰撞情况下,固定臂514、524与沿纵向引入的力相反地向前支撑在支撑单元3上。
图9、图10和图11示出了转向柱的第二实施例,其中,视图对应于图1、图2和图5的视图。与第一实施例的实质区别在于能量吸收装置7的布置。这里,与第一实施例中相同的附图标记用于转向柱1和能量吸收装置7的相同作用的功能元件。
图9、图10和图11与图1、图2和图5的不同之处仅在于能量吸收装置7,因此可以同样地阅读以上对该转向柱1和调节单元2给出的描述。
能量吸收装置7包括两个镜像对称布置的弯曲元件71和72,弯曲元件71和72相对于镜面S以镜像对称的方式构造,如图12中可清楚地看到地。该弯曲元件基本上具有与根据图8的弯曲元件51和52相同的功能区域,这通过使用与图8中相同的附图标记来阐明。然而,与第一变体相比,在固定臂514、524与输入臂511、521的自由端512、522之间没有连接区域(图8中的附图标记517、527)。因此,从弯曲部513、523观看,固定臂514、524的自由端711、721位于紧固元件515、525的后方。
同样实现了本发明的工作原理:在碰撞情况下,在力沿纵向方向L引入自由端512、522的情况下,输入臂511、521相互支撑在镜面S中。在变形期间,弯曲部513、523沿纵向方向L向前移动,同时输入臂511、512相对于静止的支撑单元3发生移位,即输入臂511、521的每个部分在经过弯曲部513、523时逐渐弯曲,利用该变形,进行做功并且动能得以转换或吸收。不同的特性曲线可以通过改变横截面来表示。当自由端511、521到达与紧固元件515、525和/或弯曲部513、523相同的高度时,变形结束。在碰撞情况下,可以以这种方式借助于输入臂511、521的长度来预定减速路径的长度并且因此预定能量吸收特性。
图13和图14示出了弯曲元件71和72的立体图,该弯曲元件71和72以相对于镜面S沿横向方向拆开的方式呈现。
紧固元件515和525可以设计成第一实施例中所述的那样。
图15中示出了一种改进,其中,在输入臂511、521的自由端512、522的区域中以及在紧固元件515、525的自由端711、721的区域中的固定臂514、524上,连接元件730安装在弯曲元件71、72上。在该连接元件730处,输入臂511、512例如可以通过焊接紧固到转向柱管21。
图16和图17示出了根据本发明的能量吸收装置73的第三变体。该能量吸收装置73在功能方面以类似于上面所说明的方式构造,其中,实现了第一变体(即能量吸收装置5)和第二变体(即能量吸收装置7)的方面。类似于第一变体,能量吸收装置73的弯曲元件721、722包括连接区域517、527,该连接区域517、527将固定臂514、524连接到输入臂511、521。然而,连接并不是位于端部区域中,而是位于距自由端512、522的距离A处。这实现了如图6至图8所示的实施例一样的实施例,其通过如根据图12至图14的实施例中一样的构造在距离A内邻接。由此,这两个实施例的具体优点可以彼此结合。
此外,可以想到并且可以在边界元件32之间布置能量吸收装置5、7或73,如通过图12中的示例所示的。边界元件32平行于纵向轴线23布置在支撑单元3上,并且包括与镜面S相反指向并与镜面S平行的边界面33。在碰撞情况下,固定臂514、524或接着经过弯曲部513、523的输入臂511、512可以相对于纵向方向L横向地(即远离镜面S指向地)支撑以抵靠边界面33。这避免了弯曲部513、523的偏转和膨胀,由此,可以更好地控制能量吸收特性。
在适用的情况下,本发明的所有单独特征在不脱离本发明的范围的情况下可以互相组合。
附图标记列表
1 转向柱
2 调节单元
21 套筒单元(转向柱管)
22 转向轴
23 纵向轴线
24 紧固部分
25 端部
3 支撑单元(引导箱)
31 夹持装置
32 边界元件
33 边界面
4 托架
41 轴线
5 能量吸收装置
51、52 弯曲元件
511、521 输入臂
512、522 自由端
513、523 弯曲部
514、524 固定臂
515、525 紧固元件
516、526 紧固开口
517、527 连接区域
518、528 分离元件
519、529 外侧
6 桥接元件
61 紧固元件
7、73 能量吸收装置
71、72 弯曲元件
711、721 自由端
721、722 弯曲元件
730 连接元件
L 纵向方向
H 垂直方向
S 镜面
A 距离
Claims (11)
1.一种用于机动车辆的转向柱(1),所述转向柱(1)包括支撑单元(3)和套筒单元(21),所述支撑单元(3)能够连接到所述车辆的车身,转向轴(22)以能够绕其纵向轴线(23)旋转的方式安装在所述套筒单元(21)中,并且所述套筒单元(21)以能够沿平行于所述纵向轴线(23)的纵向方向(L)移位的方式容纳在所述支撑单元(3)中,其中,在所述支撑单元(3)和所述套筒单元(21)之间安装有能量吸收装置(5、7、73),所述能量吸收装置包括至少一个第一弯曲元件(51、71、721),所述第一弯曲元件(51、71、721)包括细长的输入臂(511),所述输入臂(511)平行于所述纵向方向(L)布置并且包括自由端(512)和另一端,所述另一端融合到与固定臂(514)连接的弯曲部(513)中,其中,所述自由端(512)连接到所述支撑单元(3)并且所述固定臂(514)连接到所述套筒单元(21),或者所述自由端(512)连接到所述套筒单元(21)并且所述固定臂(514)连接到所述支撑单元(3),其特征在于,第二弯曲元件(52、72、722)以相对于所述第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称的方式形成并且与所述第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称地相邻布置;所述输入臂(511、521)的背离所述弯曲部(513、523)的外侧(519、529)彼此平行地布置。
2.根据前述权利要求1所述的转向柱,其特征在于,所述输入臂(511、521)经由撕除元件彼此连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述固定臂(514、524)包括用于将所述固定臂(514、524)连接到所述支撑单元(3)或所述套筒单元(21)的紧固元件(515、525)。
4.根据权利要求3所述的转向柱,其特征在于,相邻弯曲元件(51、52、71、72、721、722)的所述紧固元件(515、525)垂直于镜面(S)彼此连接。
5.根据权利要求4所述的转向柱,其特征在于,所述紧固元件(515、525)连接到桥接元件(6)。
6.根据前述权利要求1、2、4、5中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述固定臂(514、524)延伸到所述输入臂(511、521)的所述自由端(512、522)并且经由分离元件(518、528)连接到所述输入臂(511、521)。
7.根据前述权利要求1、2、4、5中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述能量吸收装置(5、7、73)布置在边界元件(32)之间,所述边界元件(32)平行于所述纵向轴线(23)与所述固定臂(514、524)相邻地延伸。
8.根据前述权利要求1、2、4、5中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述弯曲元件(51、52、71、72、721、722)以弯曲线或弯曲带的形式实现。
9.根据前述权利要求1、2、4、5中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述弯曲元件(51、52、71、72、721、722)设计为冲压部件和/或弯曲部件。
10.根据前述权利要求1、2、4、5中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述弯曲元件(51、52、71、72、721、722)涂覆有涂层。
11.一种用于机动车辆的转向柱(1)的能量吸收装置(5、7、73),所述能量吸收装置(5、7、73)用于联接在支撑单元(3)和套筒单元(21)之间,所述套筒单元(21)能够沿其纵向方向移位,所述能量吸收装置(5、7、73)包括至少一个弯曲元件(51、71、721),所述弯曲元件(51、71、721)具有细长的输入臂(511、521),所述输入臂(511、521)平行于所述纵向方向布置并且包括自由端(512、522)和另一端,所述另一端融合到与固定臂(514)连接的弯曲部(513、523)中,所述自由端(512、522)连接到所述支撑单元(3)或所述套筒单元(21),其特征在于,第二弯曲元件(52、72、722)以相对于第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称的方式形成并且与所述第一弯曲元件(51、71、721)镜像对称地相邻布置,其中,所述输入臂(511、521)的背离所述弯曲部(513、523)的外侧(519、529)彼此平行地布置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015209060.4A DE102015209060B4 (de) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug und Energieabsorptionseinrichtung |
DE102015209060.4 | 2015-05-18 | ||
PCT/EP2016/059972 WO2016184684A1 (de) | 2015-05-18 | 2016-05-04 | Lenksäule für ein kraftfahrzeug und energieabsorptionseinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107667051A CN107667051A (zh) | 2018-02-06 |
CN107667051B true CN107667051B (zh) | 2020-08-14 |
Family
ID=55910272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680029077.9A Expired - Fee Related CN107667051B (zh) | 2015-05-18 | 2016-05-04 | 用于机动车辆的转向柱和能量吸收装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10486732B2 (zh) |
EP (1) | EP3297889B1 (zh) |
CN (1) | CN107667051B (zh) |
DE (1) | DE102015209060B4 (zh) |
WO (1) | WO2016184684A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102190492B1 (ko) | 2015-03-02 | 2020-12-14 | 주식회사 만도 | 자동차의 조향컬럼 |
DE102017213912A1 (de) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Thyssenkrupp Ag | Verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit Energieabsorptionsvorrichtung |
DE102017213911A1 (de) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Thyssenkrupp Ag | Verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit Energieabsorptionsvorrichtung |
DE102018210045A1 (de) * | 2018-06-20 | 2019-12-24 | Thyssenkrupp Ag | Kopplungselement zur Anbringung an einer Gewindespindel, Gewindespindel mit einem Kopplungselement, Spindeltrieb mit einer Gewindespindel und Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem Spindeltrieb |
DE102019201622A1 (de) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Robert Bosch Gmbh | Verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
FR3099456B1 (fr) * | 2019-07-30 | 2022-04-08 | Jtekt Europe Sas | Système de direction avec guidage d’une lame d’absorption de choc |
KR102517943B1 (ko) | 2019-09-10 | 2023-04-04 | 에이치엘만도 주식회사 | 자동차 조향컬럼 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1630098A1 (de) * | 2004-08-31 | 2006-03-01 | Airbus Deutschland GmbH | Halter für Inneneinrichtungen in Flugzeugen |
CN101274638A (zh) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | 万都株式会社 | 具有吸收冲击能量装置的车用转向柱 |
CN103052556A (zh) * | 2011-08-09 | 2013-04-17 | 日本精工株式会社 | 能量吸收部件及撞击吸收式转向装置 |
CN103347768A (zh) * | 2010-12-15 | 2013-10-09 | 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 | 机动车的转向柱 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787409B1 (fr) * | 1998-12-16 | 2001-03-23 | Ecia Equip Composants Ind Auto | Arbre de direction telescopique a absorption d'energie de choc notamment pour vehicule automobile |
US6419269B1 (en) * | 1999-09-20 | 2002-07-16 | Delphi Technologies | Locking system for adjustable position steering column |
US6655716B2 (en) * | 2001-08-28 | 2003-12-02 | Delphi Technologies, Inc. | Kinetic energy absorber |
JP3941594B2 (ja) * | 2002-06-04 | 2007-07-04 | 日産自動車株式会社 | ステアリングコラムの支持構造 |
DE10313470B3 (de) * | 2003-03-26 | 2004-09-09 | Daimlerchrysler Ag | Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug |
JP3969431B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2007-09-05 | 株式会社ジェイテクト | 衝撃吸収式ステアリングコラム |
US20060273568A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Manwaring Marvin V | Adaptive energy absorber for steering column |
KR100795009B1 (ko) | 2005-10-28 | 2008-01-15 | 주식회사 만도 | 충격 흡수 부재를 구비한 자동차의 조향장치 |
DE102006007028B3 (de) * | 2006-02-15 | 2007-09-06 | Airbus Deutschland Gmbh | Kraftniveaueinstellung für einen Energieabsorber für Flugzeuge |
DE102008034807B3 (de) * | 2008-07-24 | 2009-10-01 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
EP2497696B1 (en) * | 2010-08-05 | 2015-02-18 | NSK Ltd. | Shock-absorbing steering device |
DE102012101494B3 (de) | 2012-02-24 | 2013-05-16 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem Tragteil |
DE102012111890B3 (de) | 2012-12-06 | 2013-12-24 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102013101045B3 (de) | 2013-02-01 | 2014-05-15 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102013104958B3 (de) | 2013-05-14 | 2014-07-10 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule |
DE102014104354B3 (de) | 2014-03-28 | 2015-04-02 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102014104350B3 (de) | 2014-03-28 | 2015-05-13 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102014016510B4 (de) | 2014-11-10 | 2016-02-18 | Thyssenkrupp Ag | Lenksäule mit Längsanschlag mit einstellbarer Freigabefunktion für Crash |
DE102015204476B3 (de) * | 2015-03-12 | 2016-05-25 | Thyssenkrupp Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
-
2015
- 2015-05-18 DE DE102015209060.4A patent/DE102015209060B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-05-04 US US15/573,976 patent/US10486732B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-04 CN CN201680029077.9A patent/CN107667051B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-04 WO PCT/EP2016/059972 patent/WO2016184684A1/de active Application Filing
- 2016-05-04 EP EP16720145.8A patent/EP3297889B1/de active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1630098A1 (de) * | 2004-08-31 | 2006-03-01 | Airbus Deutschland GmbH | Halter für Inneneinrichtungen in Flugzeugen |
CN101274638A (zh) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | 万都株式会社 | 具有吸收冲击能量装置的车用转向柱 |
CN103347768A (zh) * | 2010-12-15 | 2013-10-09 | 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 | 机动车的转向柱 |
CN103052556A (zh) * | 2011-08-09 | 2013-04-17 | 日本精工株式会社 | 能量吸收部件及撞击吸收式转向装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107667051A (zh) | 2018-02-06 |
DE102015209060A1 (de) | 2016-11-24 |
US10486732B2 (en) | 2019-11-26 |
WO2016184684A1 (de) | 2016-11-24 |
DE102015209060B4 (de) | 2016-12-01 |
EP3297889A1 (de) | 2018-03-28 |
US20180290681A1 (en) | 2018-10-11 |
EP3297889B1 (de) | 2019-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107667051B (zh) | 用于机动车辆的转向柱和能量吸收装置 | |
CN107031544B (zh) | 用于机动车辆的保险杠单元 | |
CN107000664B (zh) | 用于吸收小偏置碰撞力的车辆前部结构 | |
US7819218B2 (en) | Deflecting device for an offset frontal collision for motor vehicles | |
US8353380B2 (en) | Deflector device for partially overlapping frontal collision of motor vehicles | |
US8303030B2 (en) | Energy management structure | |
US8544589B1 (en) | Apparatus for deflecting a vehicle away from an object during an offset frontal impact | |
CN102826112B (zh) | 转向装置 | |
US7762595B2 (en) | Impact damping device | |
US10189503B2 (en) | Vehicle body structure | |
KR20080042707A (ko) | 횡방향 컨트롤 아암 또는 경사 컨트롤 아암 | |
CN108137081B (zh) | 用于机动车辆转向柱的能量吸收元件和机动车辆转向柱 | |
CN101947977A (zh) | 新型溃缩吸能式副车架 | |
GB2513951A (en) | Motor vehicle support structure | |
KR20080068333A (ko) | 와이어 블록 어셈블리를 구비한 자동차의 충격 흡수식조향컬럼 | |
US6811185B2 (en) | Steering column for a motor vehicle | |
US6676709B1 (en) | System for absorbing impacts in motor vehicles | |
CN101410274B (zh) | 溃缩盒装置和冲击吸收系统 | |
JP6540304B2 (ja) | 車輪連結構造及び自動車 | |
US10589761B2 (en) | Rail vehicle in particular a locomotive | |
CN114074624B (zh) | 车辆碰撞缓冲吸能系统及其制造方法 | |
JP5378393B2 (ja) | 自動車用ステアリングコラム装置 | |
CN111038425B (zh) | 用于小重叠碰撞的车身结构节能偏转器 | |
CN101881109A (zh) | 机罩铰链结构 | |
CN201800778U (zh) | 新型溃缩吸能式副车架 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200814 |